TW201703503A - 功能擴充裝置、功能擴充裝置的裝卸構造以及功能擴充系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種使用者能夠選擇想要擴充怎樣的功能，並按照需要而自由地組入的技術。 在本技術中，係提供一種功能擴充裝置(3)，其能夠裝卸自如地夾設於攝像裝置(1)與介面裝置(2)之間且具有擴充攝像裝置(1)之功能的構成，該攝像裝置(1)係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置(2)係與外部裝置之間進行資料通訊。被擴充的攝像裝置(1)之功能係選自以下的至少一個功能：影像處理功能，用以處理影像資料；動作環境維持功能，用以維持攝像裝置(1)的動作環境；傳輸方式變更功能，用以變更影像資料的傳輸方式；以及被攝體辨識功能，用以從影像資料中辨識被攝體。

Description

功能擴充裝置、功能擴充裝置的裝卸構造以及功能擴充系統
本發明係關於一種功能擴充裝置、功能擴充裝置的裝卸構造以及功能擴充系統。更詳言之，係關於一種擴充攝像裝置之功能的功能擴充裝置、功能擴充裝置的裝卸構造以及功能擴充系統。
在一般的視頻攝影機(video camera)中，係多採用具備公知的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補式金屬氧化物半導體)感測器、公知的CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合元件)感測器等的固態攝像元件，作為攝像元件者。
以往，在此種的視頻攝影機中，係採用具備以下的構件者：攝影機框體，其內置CCD且具有攝影機安裝面；前面板(front panel)，其安裝於該攝影機框體的前方端部且具有開口於光軸方向(前後方向)的螺孔、及露出於螺孔之開口周緣的鏡頭鏡筒(lens barrel)安裝面；以及鏡頭鏡筒，其螺合於該前面板的螺孔內且具有與鏡頭鏡筒安裝面對接的 開口端面。
例如在專利文獻1中，已有揭示一種視頻攝影機，其在攝影機框體內具備：安裝作為攝像元件的CCD而成的基板、以及安裝外部連接用的連接器(connector)而成的基板，且將攝像部(攝像元件)和介面(interface)部(外部連接用的連接器)一體化。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開平7-264450號公報。
在上述專利文獻1所揭示的技術中，當想要擴充視頻攝影機的各種功能時，就必須針對每一功能選擇不同種類的功能擴充裝置來使用。
本揭示係用以解決此種問題點者，其目的在於提供一種使用者能夠選擇想要擴充怎樣的功能，並可按照需要而自由地組入的功能擴充裝置、功能擴充裝置的裝卸構造、以及功能擴充系統。
本案發明人係為了解決前述目的而進行了精心研究，結果，著眼於使功能擴充裝置夾設於攝像裝置與介面裝置 之間，以至完成本發明。
亦即，在本揭示中，首先是提供一種功能擴充裝置，其能夠裝卸自如地夾設於攝像裝置與介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊。
在本揭示中，其次是提供一種功能擴充裝置的裝卸構造，其攝像裝置與介面裝置之至少其中一方、以及功能擴充裝置係在一方設置有連接器插頭，並且在另一方設置有能夠進行該連接器插頭之插入及拔出的連接器插座，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊，該功能擴充裝置係夾設於前述攝像裝置與前述介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成；藉由前述連接器插頭對前述連接器插座的插入或拔出，使前述功能擴充裝置對前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方構成為裝卸自如。
在本揭示中，其次是提供一種功能擴充裝置的裝卸構造，具備：複數個功能擴充裝置，其夾設於攝像裝置與介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊；前述複數個功能擴充裝置的一 方係具有：能夠與另一方進行插入或拔出的連接器插頭或連接器插座。
在本揭示中，其次是提供一種功能擴充系統，具備：攝像裝置，用以拍攝被攝體並取得影像資料；介面裝置，用以與外部裝置之間進行資料通訊；以及功能擴充裝置，其裝卸自如地夾設於前述攝像裝置與前述介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成。
依據本揭示，可以提供一種使用者能夠選擇想要擴充怎樣的功能，並按照需要而自由地組入的功能擴充裝置。另外，在此所記載的功效，未必是受到限定，而亦可為本揭示中所記載的其中任一個功效。
1‧‧‧攝像裝置
2‧‧‧介面裝置(介面部)
3‧‧‧功能擴充裝置
4、5、18‧‧‧連接器
4-A、5-B‧‧‧連接器插頭
4-B、5-A‧‧‧連接器插座
10‧‧‧功能擴充系統
11、16‧‧‧本體
12‧‧‧鏡頭鏡筒
13、20‧‧‧框體
14‧‧‧前面板
15‧‧‧後面板
17、25‧‧‧印刷電路板
19‧‧‧銷
21‧‧‧上壁板
22‧‧‧下壁板
23‧‧‧左壁板
24‧‧‧右壁板
26‧‧‧鉤
27‧‧‧導銷
30‧‧‧鉤承接部
31‧‧‧導槽
1201、1211‧‧‧FPGA
1202、1212、1216‧‧‧介面(I/F)
1213‧‧‧CMD轉換部
1214‧‧‧訊框緩衝器
1215‧‧‧資料轉換部
1217‧‧‧實體層(PHY)
1220‧‧‧PC
圖1係本揭示之一實施形態的功能擴充系統10之外觀立體圖。
圖2係攝像裝置1之正面側的外觀立體圖。
圖3(A)係介面裝置2之正面側的外觀立體圖。
圖3(B)係介面裝置2之背面側的外觀立體圖。
圖4(A)係功能擴充裝置3之正面側的外觀立體圖。
圖4(B)係功能擴充裝置3之背面側的外觀立體圖。
圖5(A)係設置有連接器插頭(connector plug)5-B的印刷電路板17之前視圖。
圖5(B)係該印刷電路板17的側視圖。
圖6(A)係設置有能夠進行連接器插頭5-B之插入及拔出的連接器插座(connector receptacle)5-A的印刷電路板25之前視圖。
圖6(B)係該印刷電路板25的側視圖。
圖7係顯示本揭示之一實施形態的各裝置間的信號之配送路徑之一例的說明圖。
圖8係顯示在本揭示之一實施形態的各裝置間所配送的封包(packet)之形式及內容之一例的說明圖。
圖9係本揭示之變化例的功能擴充系統之外觀立體圖。
圖10(A)係本揭示之另一變化例的功能擴充系統之外觀立體圖。
圖10(B)係本揭示之另一變化例的介面裝置之前視圖。
圖11係本揭示之另一變化例的功能擴充系統之外觀立體圖。
圖12係顯示本揭示之一實施形態的通訊協定(protocol)轉換的方塊圖。
以下，一邊參照圖式一邊針對用以實施本揭示的較佳形態加以說明。以下所說明的實施形態係顯示本揭示之代表性的實施形態之一例，本揭示的範圍不因此而被狹窄解釋。另外，說明係按照以下的順序進行。
針對本揭示之一實施形態的功能擴充裝置、功能擴充裝置的裝卸構造、以及功能擴充系統加以說明。
[整體構成]
圖1係本揭示之一實施形態的功能擴充系統10之外觀立體圖。如以下所列述般，本揭示的功能擴充系統10係包含：攝像裝置1；介面裝置2；以及指定數N(在本實施形態中，為了簡單起見而假定為「1」)個功能擴充裝置3，其夾插於此等攝像裝置1與介面裝置2之間，且能夠裝卸，並且具有既定的功能。以下，針對各裝置加以詳細說明。
[攝像裝置1]
圖2係攝像裝置1之正面側的外觀立體圖。在攝像裝置1中係拍攝被攝體並取得影像資料。攝像裝置1係具有鏡頭、攝像元件以及A/D轉換器等。
攝像裝置1係藉由以下的構件所構成：本體11，其整體呈現大致長方體的外觀；以及鏡頭鏡筒12，其裝卸自如地設置於該本體11的前面部且具有複數個透鏡。該本體11係包含：框體13，其具有分別相互地對向的上下左右的壁板且開口於前後方向；前面板14，其安裝於框體13的前方開口部且開口於光軸方向；以及後面板15，其安裝於框體13的後方開口部且具有開口於表背雙面的外部連接用的貫通口。在該框體13係內置有與上述攝像元件等連接的印刷電路板。
上述攝像元件係藉由通過上述透鏡後的被攝體光束來拍攝被攝體。作為攝像元件，係可以例示公知的CMOS感測器、公知的CCD感測器等的固態攝像元件。攝像元件係具有接收被攝體光束的複數個光電轉換元件，且將與在複數個光電轉換元件分別產生的蓄積電荷量相應的類比信號往上述A/D轉換器輸出。A/D轉換器係將類比信號轉換成數位信號，且作為影像資料輸出至功能擴充裝置3。
另外，在框體13的內部，亦可設置：溫度感測器，其設置於攝像元件的附近，且能夠偵測攝像元件的溫度；或公知的除濕元件，用以將框體13的內部維持在較佳的濕度；或公知的加熱用加熱器(heating heater)，用以將框體13的內部溫度維持在較佳的溫度。
另外，攝像裝置1亦可具有：例如修正像素之靈敏度非均勻性PRNU(Photo Response Non Uniformity：光子響應非均勻性)的處理、修正像素之暗電流非均勻性DSNU(Dark Signal Non Uniformity：暗信號非均勻性)的處理、或修正亮度之黑色位準(black level)的影像處理電路。
攝像裝置1係具有能夠與功能擴充裝置3之一端直接嵌合的機械構造。攝影裝置1的機械構造，只要無損本揭示的功效就未被特別限定，亦可具有能夠與介面裝置2之一端直接嵌合的機械構造。攝像裝置1係具有供其與功能擴充裝置3之間進行電信號或光信號之連接的連接器插頭 4-A(參照圖7)。該連接器插頭4-A係設置於上述後面板15。
[介面裝置2]
圖3(A)係介面裝置2之前面側的外觀立體圖，圖3(B)係介面裝置2之背面側的外觀立體圖。在介面裝置2中，例如是與個人電腦等的外部裝置之間進行資料通訊。介面裝置2，例如是可以以USB(Universal Serial Bus：通用串列匯流排)、GbE(Gigabit Ethernet：超高速乙太網路)、FIBER(TBD)、CXP(CoaXPress：非對稱的高速串列通訊數位標準)等之規格的方式進行通訊。
介面裝置2係包含：本體16，其呈現已開口於前方向的箱狀之外觀；以及印刷電路板17，其安裝於該本體16的前方開口部。如圖3(B)所示，在本體16的背面側係配置有可供與未圖示的外部裝置之間進行電信號或光信號之連接的連接器18或銷(pin)19等。在本實施形態的介面裝置2中，係並設有按照CXP4之規格的四根銷19。
介面裝置2係具有能夠與功能擴充裝置3的另一端直接嵌合的機械構造。介面裝置2的機械構造，只要無損本揭示的功效就未被特別限定，亦可具有能夠與攝像裝置1的一端直接嵌合的機械構造。
[功能擴充裝置3]
圖4(A)係功能擴充裝置3之前面側的外觀立體圖，圖 4(B)係功能擴充裝置3之背面側的外觀立體圖。功能擴充裝置3係裝卸自如地夾設於攝像裝置1與介面裝置2之間且具有擴充攝像裝置1之功能的構成。在此的「擴充」中，係包含有擴充攝像裝置1原本所具有之功能的情況、以及變更攝像裝置1原本所具有之功能的情況之雙方。
功能擴充裝置3，例如是具有CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit：圖形處理單元)、DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)等的各種微處理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：特殊應用積體電路)、RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)、ROM(Read-Only Memory：唯讀記憶體)等的各種IC(Integrated Circuit：積體電路)記憶體。
功能擴充裝置3係具有整體呈現筒狀之外觀的框體20。該框體20係具有：分別相互地對向的上壁板21、下壁板22、左壁板23以及右壁板24，且具有開口於前後方向的貫通口。在下壁板22係配置有已安裝上述之各種微處理器或各種IC記憶體的印刷電路板25。另外，功能擴充裝置3亦可在框體20內具備能夠透過上述貫通口來冷卻攝像裝置1的公知風扇。
功能擴充裝置3係具有：能夠與攝像裝置1的一端、以及介面裝置2的一端直接嵌合的機械構造。功能擴充裝置3係具有可供與攝像裝置1之間進行電信號或光信號之 連接的連接器插座4-B(參照圖7)。該連接器插座4-B，例如是配置於上述下壁板22。連接器插座4-B係能夠進行已設置於攝像裝置1的連接器插頭4-A之插入及拔出。
[功能擴充裝置3的裝卸構造]
圖5(A)係設置有連接器插頭5-B的印刷電路板17之前視圖。圖5(B)係該印刷電路板17的側視圖。圖6(A)係設置有能夠進行連接器插頭5-B之插入及拔出的連接器插座5-A的印刷電路板25之前視圖。圖6(B)係該印刷電路板25的側視圖。
在本實施形態中，在介面裝置2係設置有可供與功能擴充裝置3之間進行電信號或光信號之連接的連接器插頭5-B。如圖5(A)、圖5(B)所示，該連接器插頭5-B係設置於上述印刷電路板17。另一方面，在功能擴充裝置3係設置有可供與介面裝置2之間進行電信號或光信號之連接的連接器插座5-A。如圖6(A)、圖6(B)所示，該連接器插座5-A係設置於上述印刷電路板25。在本實施形態中，藉由上述連接器插頭5-B對上述連接器插座5-A之插入或拔出，功能擴充裝置3就能對介面裝置2構成裝卸自如。同樣地，在本實施形態中，藉由上述連接器插頭4-A對上述連接器插座4-B之插入或拔出，功能擴充裝置3就能對攝像裝置1構成裝卸自如。
又，在功能擴充裝置3係設置有在框體20之背面部分別相互地對向之位置上所形成的一對鉤(hook)26(參照圖 4(B))。另外，由於各鉤26係配置於剛好可以用拇指和食指持拿的位置所以容易使用，且可以獲得安定優異的操作感。
與各鉤26嵌合的一對鉤承接部30係設置於介面裝置2的本體16(參照圖3(A))。在本實施形態中，係在上述連接器插座5-A已插入於上述連接器插頭5-B的狀態下，藉由各鉤26和各鉤承接部30嵌合，就能使功能擴充裝置3安裝固定於介面裝置2。又，各鉤26和各鉤承接部30係為了通過聲音或目視來確認功能擴充裝置3是否已確實完成安裝於介面裝置2所設置。
更且，在功能擴充裝置3係設置有：一對導銷(guide pin)27，其形成於在框體20之背面部分別相互地對向的位置，且朝向連接器插頭5-B的插拔方向延伸(參照圖4(B))。與各導銷27嵌合的各導槽31係設置於介面裝置2的本體16(參照圖3(A))。為了吸收尺寸的變動，各導槽31係以具有長孔形狀為佳。為了防止左右方向的偏移之發生，該長孔係以在上下方向比左右方向形成更長為佳。
在本實施形態中，係在上述連接插頭5-B插入於上述連接器插座5-A時，藉由上述導銷27和上述導槽31卡合，就能使功能擴充裝置3導引至介面裝置2。
[各裝置間的信號之配送路徑]
圖7係顯示本揭示之一實施形態的各裝置間的信號之 配送路徑之一例的說明圖。如圖7所示，在攝像裝置1、介面裝置2、以及功能擴充裝置3之間可供信號之配送的各匯流排係夾設有連接器4、5。另外，連接器4、5，較佳是使用能夠吸收零件精度的浮動式(floating type)。
在攝像裝置1與功能擴充裝置3之間係夾設有連接器4。連接器4係包含上述連接器插頭4-A、以及上述連接器插座4-B。另一方面，在功能擴充裝置3與介面裝置2之間係夾設有連接器5。連接器5係包含上述連接器插座5-A、以及上述連接器插頭5-B。
[在各裝置間所配送的封包之形式及內容]
圖8係顯示在本揭示之一實施形態的各裝置1至3間所配送的封包之形式及內容之一例的說明圖。圖8所示的封包係包含識別欄(field)#1、目的地欄#2、控制欄#3、資料欄#4的共四個欄。
在識別欄#1係儲存有資料欄#4中所儲存的資料之種類。又，在目的地欄#2係配置有應配送資料欄#4中所配置之資料的裝置之識別資訊。進而，在控制欄#3係配置有應對資料欄#4中所配置之資料施予的處理之形態。最後，在資料欄#4係儲存有作為處理對象的資料。另外，在以下，有時將配置於資料欄#4並傳輸於各裝置間的資料統稱為「傳輸資料」。
[作為擴充對象的攝像裝置1之功能]
在本揭示中，藉由功能擴充裝置3而擴充的攝像裝置1之功能係可以選自(1)影像處理功能、(2)動作環境維持功能、(3)傳輸方式變更功能、以及(4)被攝體辨識功能之中的至少一個。
(1)影像處理功能
影像處理功能，係指處理影像資料的功能之意，且包含以下所示的各功能(1-1)至(1-7)。
(1-1)影像修正功能
攝像裝置1係將藉由拍攝被攝體所得的影像資料經由連接器4配送至功能擴充裝置3。另外，影像資料係配置於圖8所示的資料欄#4。供影像資料配送的功能擴充裝置3之識別資訊「3」係配置於圖8所示的目的地欄#2。功能擴充裝置3係對經由連接器4而取入的影像資料施予缺陷像素修正等的影像修正處理。修正處理所需要的修正資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3。
(1-2)解析度變更功能
在此功能中，功能擴充裝置3係對傳輸資料施予解析度變更處理。在此功能中，例如目標解析度等進行解析度變更所需的資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3，例如影像解析度係從2k變更成4k。其他係與上述(1-1)相同。
(1-3)數位變焦(digital zoom)功能
在此功能中，功能擴充裝置3係對傳輸資料施予數位 變焦處理。具體而言，功能擴充裝置3係在影像放大時以公知的內插法等內插於像素(pixel)間，或在影像縮小時抽取像素。在此功能中，例如變焦倍率等進行數位變焦處理所需的資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3。其他係與上述(1-1)相同。
(1-4)影像壓縮功能
在此功能中，功能擴充裝置3係對傳輸資料施予影像壓縮處理。在此功能中，例如目標壓縮比等進行壓縮處理所需的資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3，且對影像資料施予指定的壓縮形式(例如，JPEG、MPEG、H.264)之壓縮處理。其他係與上述(1-1)相同。
(1-5)階度修正功能
在此功能中，功能擴充裝置3係對傳輸資料施予階度修正處理。在此功能中，例如目標階度值等進行階度修正處理所需的資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3。其他係與上述(1-1)相同。
(1-6)低通濾波器(low pass filter)功能
在此功能中，功能擴充裝置3係對傳輸資料施予以低通濾波器進行的濾波處理。在此功能中，例如截止頻率(cutoff frequency)等進行濾波處理所需的資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3，從影像資料中分離低頻成分。其他係與上述(1-1)相同。
(1-7)光譜(spectrum)處理功能
在此功能中，功能擴充裝置3係基於傳輸資料進行拍攝對象的觀測光之成分分析等並執行光譜處理。在此功能中，上述成分分析所需要的資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3。其他係與上述(1-1)相同。
(2)動作環境維持功能
動作環境維持功能係指維持攝像裝置之動作環境的功能之意，且包含以下所示的各功能(2-1)~(2-3)。
(2-1)以風扇進行的冷卻功能
攝像裝置1係將藉由溫度感測器所偵測到的信號作為攝像元件的溫度資料，且經由連接器4配送至功能擴充裝置3。另外，溫度資料係配置於圖8所示的資料欄#4。供溫度資料配送的功能擴充裝置3之識別資訊「3」係配置於圖8所示的目的地欄#2。功能擴充裝置3係基於經由連接器4而取入的溫度資料，以能夠冷卻攝像裝置1之攝像元件的方式來驅動風扇。在此功能中，由於沒有應對上述溫度資料施予的特異之處理，所以在控制欄#3中配置有空碼(null code)「NUL」。另外，藉由風扇所進行的散熱或吸熱，亦可藉由取代風扇而具備之帕耳帖(Peltier)元件的溫度控制來實現。
(2-2)以加熱器進行的加熱功能
在此功能中，功能擴充裝置3係基於傳輸資料而驅動控制加熱用加熱器。在此功能中，攝像裝置1之攝像元件 係接受來自加熱用加熱器的熱而被加熱。其他係與上述(2-1)相同。
(2-3)除濕元件的除濕功能
在此功能中，功能擴充裝置3係基於傳輸資料而驅動控制除濕元件。藉此，攝像裝置1之攝像元件能被除濕。其他係與上述(2-1)相同。
(3)傳輸方式變更功能
傳輸方式變更功能係指變更影像資料之傳輸方式的功能之意，且包含以下所示的各功能(3-1)及(3-2)。
(3-1)訊框緩衝器(frame buffer)功能
攝像裝置1係將傳輸資料配送至功能擴充裝置3。功能擴充裝置3係將傳輸資料儲存於緩衝記憶體。而且，功能擴充裝置3係將已記憶於緩衝記憶體的傳輸資料以公知的交錯(interlace)方式經由連接器5配送至介面裝置2。另外，供傳輸資料配送的介面裝置2之識別資訊「2」係配置於圖8所示的目的地欄#2。傳輸方式的內容(交錯方式)係儲存於圖8所示的控制欄#3。
(3-2)串流(streaming)功能
在此功能中，攝像裝置1係將傳輸資料以公知的串流方式配送至介面裝置2。在此功能中，傳輸方式的內容(串流方式)係儲存於圖8所示的控制欄#3。其他係與上述(3-1)相同。
(4)被攝體辨識功能
被攝體辨識功能係指從影像資料中辨識被攝體的功能之意，且包含以下所示的各功能(4-1)至(4-4)。
(4-1)高度道路交通系統ITS(Intelligent Transport System：智慧型運輸系統)
在此功能中，設置於高速公路的攝像裝置1，係將藉由被攝體之拍攝所得的影像資料，經由連接器4配送至功能擴充裝置3。功能擴充裝置3係以經由連接器4而取入的影像資料為基礎事先擷取被攝體的特性資料(characteristic data)並予以登錄，之後將在攝像裝置1所拍攝到的影像資料中之特性資料，與已登錄的特性資料進行核對，藉此追蹤被攝體。另外，從被攝體中擷取後的特性資料係儲存於圖8所示的控制欄#3。其他係與上述(1-1)相同。
(4-2)Surveillance(人物追蹤)
在此功能中，攝像裝置1係將藉由拍攝注意的人物所得的影像資料，經由連接器4配送至功能擴充裝置3。功能擴充裝置3係檢測當時的攝像裝置1之參數(位置、姿勢等的變化值)，且將該等參數傳輸至其他的攝像裝置，藉此一邊使全部的攝像裝置之位置、姿勢同步移動，一邊追蹤且拍攝注意的人物。在此功能中，攝像裝置1的各參數係儲存於圖8所示的控制欄#3。其他係與上述(1-1)相同。
(4-3)自動車牌(number plate)等辨識功能
在此功能中，係在功能擴充裝置3中安裝有即便是在下雨天等天候差的狀態下仍能夠辨識車輛的軟體(software)、或能夠辨識該車輛的車牌或駕駛等的軟體。攝影裝置1係將藉由拍攝車輛所得的影像資料，經由連接器4配送至功能擴充裝置3。功能擴充裝置3係以經由連接器4而取入的影像資料為基礎來辨識車輛的車牌或駕駛等。在此功能中，用以辨識車牌或駕駛等的辨識資訊係儲存於圖8所示的控制欄#3。其他係與上述(1-1)相同。
(4-4)傳輸動態影像及靜態影像的功能
在此功能中，係在功能擴充裝3安裝有：軟體，用以反應例如鋪設於道路上的感測器等來自外部的觸發器(trigger)並記憶車輛等的動態影像及靜態影像，且能夠將所記憶的動態影像及靜態影像按照違反速度等的判定條件而傳輸至伺服器(server)。攝像裝置1係將藉由車輛等之拍攝所得的影像資料，經由連接器4配送至功能擴充裝置3。功能擴充裝置3係將經由連接器4而取入的影像資料作為動態影像或靜態影像來記憶。然後，功能擴充裝置3係將所記憶的動態影像或靜態影像按照上述判定條件，經由連接器5配送至介面裝置2。被配送的動態影像或靜態影像係經由介面裝置2傳輸至伺服器。另外，供動態影像或靜態影像配送的介面裝置2之識別資訊「2」係配置於圖8所示的目的地欄#2。上述判定條件係配置於圖8所示的控制欄#3。動態影像或靜態影像係儲存於圖8所示的資料欄#4。
在本實施形態中，係可以提供一種使用者能夠選擇想要擴充怎樣的功能，並按照需要而自由地組入的功能擴充系統10。又，在本實施形態的功能擴充系統10中，係能夠進行使用者自己可以編程(program)的區域之開放、及更新(update)。
又，在本實施形態中，藉由上述連接器插頭5-B對上述連接器插座5-A之插入或拔出，功能擴充裝置3就能對介面裝置2構成裝卸自如。同樣地，藉由上述連接器插頭4-A對上述連接器插座4-B之插入或拔出，功能擴充裝置3就能對攝像裝置1構成裝卸自如。為此，就沒有必要如以往的用撓性電纜(flexible cable)來連接連接器彼此的情況般額外地確保撓性電纜的長度。
又，在本實施形態中，由於連接器插座和連接器插頭係直接連結，所以即便攝像裝置1或介面裝置2等的機械尺寸較小，仍能消除在各裝置間進行連接作業時作業者的手指進不去等的問題，且不會有損連接作業的作業性。
又，在本實施形態中，係構成為：在上述連接器插座5-A已插入上述連接器插頭5-B的狀態下，藉由各鉤26與各鉤承接部30嵌合，就能使功能擴充裝置3安裝固定於介面裝置2。因此，在各鉤與各鉤承接部嵌合後，可以連結固定而避免功能擴充裝置3從介面裝置2脫落。
又，在本實施形態中係構成為：在上述連接器插頭5-B插入上述連接器插座5-A時，藉由上述導銷27與上述導槽31卡合，就能將功能擴充裝置3導引至介面裝置2。因此，可以將連接器插座和連接器插頭順利地導引至連接器插座與連接器插頭能夠相互地嵌合地對向的位置。又，在本實施形態中，由上述連接器插座5-A、和上述連接器插頭5-B所構成的連接器5本身亦能達成將功能擴充裝置3往介面裝置2導引的作用。
又，本揭示亦可以採取如下的構成。
(1)
一種功能擴充裝置，其能夠裝卸自如地夾設於攝像裝置與介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊。
(2)
如(1)所記載之功能擴充裝置，其中被擴充的前述攝像裝置之功能係選自以下的至少一個功能：影像處理功能，用以處理前述影像資料；動作環境維持功能，用以維持前述攝像裝置的動作環境；傳輸方式變更功能，用以變更前述影像資料的傳輸方式；以及被攝體辨識功能，用以從前述影像資料中辨識前述被攝體。
(3)
一種功能擴充裝置的裝卸構造，其攝像裝置與介面裝置之至少其中一方、以及功能擴充裝置係在一方設置有連接器插頭，並且在另一方設置有能夠進行該連接器插頭之 插入及拔出的連接器插座，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊，該功能擴充裝置係夾設於前述攝像裝置與前述介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成；藉由前述連接器插頭對前述連接器插座的插入或拔出，使前述功能擴充裝置對前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方構成為裝卸自如。
(4)
如(3)所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方、以及前述功能擴充裝置係在一方設置有鉤，並且在另一方設置有與前述鉤嵌合的鉤承接部，且構成為：在前述連接器插座已插入前述連接器插頭的狀態下，藉由前述鉤與前述鉤承接部嵌合，使前述功能擴充裝置安裝固定於前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方。
(5)
如(3)或(4)所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方、以及前述功能擴充裝置係在一方設置有朝向前述連接器插頭之插拔方向延伸的導銷，並且在另一方設置有與前述導銷嵌合的導槽，且構成為：在進行前述連接器插頭對前述連接器插座之插入時，藉由前述導銷與前述導槽卡合，使前述功能擴充裝置導引至前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方。
(6)
一種功能擴充裝置的裝卸構造，具備：複數個功能擴 充裝置，其夾設於攝像裝置與介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊；前述複數個功能擴充裝置的一方係具有：能夠與另一方進行插入或拔出的連接器插頭或連接器插座。
(7)
如(6)所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述複數個功能擴充裝置的一方和另一方係分別具有：在前述連接器插頭與前述連接器插座已嵌合的狀態下，彼此卡合的鉤和鉤承接部。
(8)
如(6)或(7)所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述複數個功能擴充裝置的一方和另一方係分別具有：在前述連接器插頭與前述連接器插座已嵌合的狀態下，彼此卡合的導銷和導槽。
(9)
一種功能擴充系統，具備：攝像裝置，用以拍攝被攝體並取得影像資料；介面裝置，用以與外部裝置之間進行資料通訊；以及功能擴充裝置，其裝卸自如地夾設於前述攝像裝置與前述介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成。
另外，在本實施形態的功能擴充系統中，雖然是使一個功能擴充裝置3裝卸自如地夾設於攝像裝置1與介面裝置2之間，但是亦可使二個以上的功能擴充裝置3裝卸自如地夾設於攝像裝置1與介面裝置2之間。例如，圖9係 顯示使二個功能擴充裝置3夾設於攝像裝置1與介面裝置2之間所構成的功能擴充系統。
另外，在本實施形態的功能擴充系統中，雖然已針對使用連接器4來電連接攝影裝置1和功能擴充裝置3，且使用連接器5來電連接功能擴充裝置3和介面裝置2之例，但是亦可用撓性電纜來電連接攝影裝置1與功能擴充裝置3之間、或功能擴充裝置3與介面裝置2之間。
另外，在本實施形態的功能擴充系統中，在影像信號之頻寬不足的情況下，亦可如圖10(A)、(B)所示地增加連接器之數目(在此係設為「3」)，而將傳輸容量分配至各自的連接器#1至#3。例如，亦可使傳輸容量以20Gbps為等級地分配至連接器#1至#3。藉此，連接器#1至#3整體就能確保60Gbps的傳輸容量。
另外，在本實施形態的功能擴充系統中，亦可以如圖11所示的形態，將例如像素數較少的複數個攝像裝置1之輸出在位於後級的功能擴充裝置3合成，且配送至介面裝置2。
圖12係顯示本揭示之一實施形態的通訊協定轉換的方塊圖。使用圖12針對介面部(I/F部)2中的通訊協定轉換加以說明。
如圖12所示，安裝於介面裝置2的功能擴充裝置3 係具備：作為積體電路的FPGA(Field-Programmable Gate Array：現場可程式化閘陣列)1201，其能夠進行程式規劃(programming)；以及作為發送機(TX)的CXP規格之I/F1202，用以對介面部2發送資料及命令(command)。
介面部2係具備：FPGA1211；以及作為接收機(RX)的CXP規格之I/F1212，用以從功能擴充裝置3接收資料及命令。又，介面部2係具備：命令(CMD)轉換部1213，用以轉換從功能擴充裝置3所接收到的命令；訊框緩衝器1214，用以暫時保存資料；以及資料轉換部1215，用以執行經由訊框緩衝器1214而從功能擴充裝置3所接收到的資料之封包化。更且，作為一例，具備：OSI(Open System Interconnection：開放式系統互聯通訊)參考模型中之資料鏈結(data link)層內的媒體存取(media access)控制層(MAC層)之I/F1216；以及實體層(PHY：Physical layer)1217。
在本實施形態中，功能擴充裝置3的I/F1202係將資料發送至介面部2。介面部2的I/F1212係從功能擴充裝置3接收資料，對CMD轉換部1213發送命令，且經由訊框緩衝器1214將資料發送至資料轉換部1215。
CMD轉換部1213係藉由XML檔之轉換，執行CXP與Gig E(GE)、USB或Camera Link(CL)的命令之相互轉換。資料轉換部1215執行例如從CXP往GE、USB或CL等的資料封包化。轉換命令及封包化資料係輸入至MAC層之I/F1216。MAC層之I/F1216係將所輸入的轉換命令及封包 化資料往PHY1217發送。PHY1217係將所接收的轉換命令及封包化資料往PC1220發送。
如同上述，因藉由使用本實施形態的功能擴充裝置3來進行通訊協定轉換，則即便依使用者側的I/F之種類(USB或GbE等)而使用的通訊協定有所不同，在攝影機等的功能擴充系統10內部仍可以將通訊方式統一成CXP規格，故而能夠抑制開發成本。又，因藉由使用功能擴充裝置3就可以將CXP規格以外之各種類的I/F直接連接於功能擴充系統10，故而亦可以提高使用者的便利性。又，在本實施形態中，雖然是顯示統一成CXP規格之例，但是本技術並未侷限於此，亦可藉由使用本技術的功能擴充裝置進行通訊協定轉換來統一成GE、USB或CL等的其他規格。
另外，在本實施形態的功能擴充系統中，雖然已針對在上述(1)影像處理功能中包含有上述功能(1-1)至(1-7)之例加以敘述，但是除了此等功能以外，亦可包含有以下的功能(1-8)至(1-12)。
(1-8)鏡像(mirroring)功能
在此功能中，例如亦可使二個以上的功能擴充裝置3夾設於攝像裝置1與介面裝置2之間，並將藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資訊事先儲存於各功能擴充裝置3，且在各功能擴充裝置3進行各自的影像處理，或是在一方的功能擴充裝置3發生了某些障礙的情況時，使用已儲存於 單方之功能擴充裝置3的影像資訊。
(1-9)時間戳記(time stamp)功能
在此功能中，例如是針對已記錄於功能擴充裝置3的影像資訊，管理其被進行記錄、更新、生成的時刻資訊。例如，在攝像裝置1中進行連續拍攝複數張靜態影像(訊框)之連續拍攝的情況時，只要基於該時刻資訊，就能夠進行各訊框是否以指定之拍攝時間間隔進行拍攝的管理。
(1-10)圖案匹配(pattern matching)功能
在此功能中，例如是在攝像裝置1中進行連續拍攝複數張靜態影像(訊框)的連續拍攝之情況時，藉由公知的交互相關法(cross correlation method)來比較作為基準的樣板(template)影像與被攝體影像，並基於其類似度，從靜態影像(訊框)中僅擷取移動中的被攝體(例如，行駛中的車輛、或車輛駕駛的臉等)。
(1-11)高光譜(hyperspectral)處理功能
在此功能中，功能擴充裝置3，例如是能夠將以區域掃描(area scan)所取得的高光譜資訊，基於邏輯計算置換成特定的光譜帶之光譜資訊。
(1-12)偏光處理功能
在此功能中，例如功能擴充裝置3係能夠處理偏光影像。
另外，在本實施形態的功能擴充裝置中，係能夠將以下的應用(application)功能(A)至(R)搭載於功能擴充裝置3。藉由該搭載可以更提高攝像裝置1的性能。
(A)邊緣(edge)(輪廓)強調功能
在此功能中，例如，功能擴充裝置3係使從藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資訊中擷取的邊緣信號乘上邊緣強調係數，且將該結果加上原來的影像資訊，藉此就能夠強調影像資訊中的邊緣(輪廓)成分。
(B)中值濾波器(median filter)(椒鹽雜訊(salt and pepper noise)去除)功能
在此功能中，例如，功能擴充裝置3係對藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資訊施予使用了中值濾波器(Median Filter)的影像處理，且依較小的順序排列n×n之局部區域的濃度值，並進行將來到正中央的濃度值作為區域中央之像素的輸出濃度之處理。藉此能夠進行椒鹽狀的雜訊去除。
(C)色彩矩陣(color matrix)功能
在此功能中，例如功能擴充裝置3係對藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資料之像素，使用與該像素之亮度相應的色彩矩陣來進行色彩矩陣處理。
(D)光圈(iris)(鏡頭光圈(lens diaphragm))控制(control)功能
在此功能中，例如功能擴充裝置3係將用以指示光圈之位置(光圈開閉度)的光圈控制信號發送至攝像裝置1。然後，在攝像裝置1中，係對藉由該光圈控制信號所指定的光圈開閉度設定光圈的位置。
(E)Water Mark(浮水印)(電子透明度(electron transparency))功能
在此功能中，例如為了能夠在藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資訊中，發現網路上的違法複製物，而能夠事先嵌入特定著作人等之字元或數字等的資訊。
(F)遮蔽(masking)功能
在此功能中，例如，功能擴充裝置3係能夠降低藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資訊當中的特定部分(例如保密性較高之人物的臉影像等)之解析度，或對該特定部分施加馬賽克(mosaic)，以進行用遮罩(mask)來覆蓋該特定部分的處理。
(G)HDR(High Dynamic Range：高動態範圍)功能
在此功能中，例如，功能擴充裝置3係將藉由攝像裝置1之拍攝所得之曝光量有所不同的複數張影像資訊合成為一張影像資訊，藉此就能夠進行生成使動態範圍放大的影像之處理。
(H)OCR(Optical Character Recognition：光學字元辨識)功能
在此功能中，例如功能擴充裝置3係能夠特定或擷取在藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資訊(人物的臉影像等)中所含的字元串(character string)。藉此，功能擴充裝置3就能夠將該人物的個人資訊等鏈結臉影像而進行管理。
(I)幾何學圖案辨識功能
在此功能中，例如，功能擴充裝置3係能夠特定或擷取在藉由攝像裝置1之拍攝所得的影像資訊(人物的臉影像等)中所含的幾何學圖案。藉此，與上述(H)中所述的OCR功能同樣，功能擴充裝置3就能夠將該人物的個人資訊等鏈結臉影像而進行管理。
(J)色彩匹配(color matching)功能
在此功能中，首先，攝像裝置1係拍攝被攝體影像(原始影像(original))，其次，功能擴充裝置3係能夠為了用印表機等的裝置忠實地再現所拍攝的被攝體影像(原始影像)之顏色，而對拍攝影像施予顏色轉換處理。
(K)Code Reader(碼閱讀機)功能
在此功能中，功能擴充裝置3係能夠對作為影像辨識之對象的條碼(bar code)或二維碼(例如QR碼(QR code))施予影像辨識處理，並擷取與此等的條碼或二維碼賦予對應關係的指定資訊。
(L)手震修正功能
在此功能中，係在攝像裝置1已發生震動時偵測此震動，且驅動手震修正光學系統，以便抵銷伴隨攝像裝置1之震動而在攝像元件之拍攝面上所成像的被攝體影像之移動。藉此能實現手震修正。
(M)自動追蹤(auto tracking)功能
在此功能中，功能擴充裝置3係能夠即時(real time)解析藉由攝像裝置1之動態影像拍攝而逐次所得的訊框(frame)，並監視特定的被攝體之移動(位置的變化)，且追蹤特定的被攝體。
(N)3D攝影機功能
在此功能中，功能擴充裝置3，例如是能夠將直線狀的雷射光源照射於測量對象物，且藉由接收其反射光並測量三維形狀的光切法(light-section method)，來形成3D影像。又，功能擴充裝置3係能夠藉由取入來自二個攝像裝置1的影像資訊，而形成立體3D影像。更且，功能擴充裝置3亦能夠進行藉由計測加速的帶電粒子(離子或電子)之飛行時間而測量對象之質量的分析計(TOF：Time-of-Flight)型之處理。
(O)面積計算功能
在此功能中，功能擴充裝置3，例如是能夠藉由影像辨識技術來進行生態系的體長計算。
(P)GPS(Global Positioning System：全球定位系統)功 能
在此功能中，功能擴充裝置3例如能夠搭載GPS終端，並取得正確的現在位置資訊。
(Q)拼接(stitching)功能
在此功能中，功能擴充裝置3例如是能夠將在複數個攝像裝置1所拍攝的複數個影像拼接成一個影像。
(R)VRS(Vehicle Recognition System：車輛辨識系統)功能
在此功能中，功能擴充裝置3係能夠進行ITS中的車輛之辨識。作為具體例，功能擴充裝置3係能夠藉由將攝像裝置1所拍攝的車輛之車牌與事前登錄的車牌進行核對的車牌辨識功能來進行車輛的辨識。
1‧‧‧攝像裝置
2‧‧‧介面裝置(介面部)
3‧‧‧功能擴充裝置
10‧‧‧功能擴充系統

Claims (9)

  1. 一種功能擴充裝置，其能夠裝卸自如地夾設於攝像裝置與介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊。
  2. 如請求項1所記載之功能擴充裝置，其中被擴充的前述攝像裝置之功能係選自以下的至少一個功能：影像處理功能，用以處理前述影像資料；動作環境維持功能，用以維持前述攝像裝置的動作環境；傳輸方式變更功能，用以變更前述影像資料的傳輸方式；以及被攝體辨識功能，用以從前述影像資料中辨識前述被攝體。
  3. 一種功能擴充裝置的裝卸構造，其攝像裝置與介面裝置之至少其中一方、以及功能擴充裝置係在一方設置有連接器插頭，並且在另一方設置有能夠進行該連接器插頭之插入及拔出的連接器插座，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊，該功能擴充裝置係夾設於前述攝像裝置與前述介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成； 藉由前述連接器插頭對前述連接器插座的插入或拔出，使前述功能擴充裝置對前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方構成為裝卸自如。
  4. 如請求項3所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方、以及前述功能擴充裝置係在一方設置有鉤，並且在另一方設置有與前述鉤嵌合的鉤承接部，且構成為：在前述連接器插座已插入前述連接器插頭的狀態下，藉由前述鉤與前述鉤承接部嵌合，使前述功能擴充裝置安裝固定於前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方。
  5. 如請求項3或4所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方、以及前述功能擴充裝置係在一方設置有朝向前述連接器插頭之插拔方向延伸的導銷，並且在另一方設置有與前述導銷嵌合的導槽，且構成為：在進行前述連接器插頭對前述連接器插座之插入時，藉由前述導銷與前述導槽卡合，使前述功能擴充裝置導引至前述攝像裝置與前述介面裝置之至少其中一方。
  6. 一種功能擴充裝置的裝卸構造，具備：複數個功能擴充裝置，其夾設於攝像裝置與介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成，該攝像裝置係拍攝被攝體並取得影像資料，該介面裝置係與外部裝置之間進行資料通訊； 前述複數個功能擴充裝置的一方係具有：能夠與另一方進行插入或拔出的連接器插頭或連接器插座。
  7. 如請求項6所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述複數個功能擴充裝置的一方和另一方係分別具有：在前述連接器插頭與前述連接器插座已嵌合的狀態下，彼此卡合的鉤和鉤承接部。
  8. 如請求項6或7所記載之功能擴充裝置的裝卸構造，其中前述複數個功能擴充裝置的一方和另一方係分別具有：在前述連接器插頭與前述連接器插座已嵌合的狀態下，彼此卡合的導銷和導槽。
  9. 一種功能擴充系統，具備：攝像裝置，用以拍攝被攝體並取得影像資料；介面裝置，用以與外部裝置之間進行資料通訊；以及功能擴充裝置，其裝卸自如地夾設於前述攝像裝置與前述介面裝置之間且具有擴充前述攝像裝置之功能的構成。
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